giải pháp nhiệt lưu trữ nhiệt thay đổi pha
Với sự cải tiến liên tục của việc tích hợp các thiết bị điện tử, các thiết bị điện tử ngày càng trở nên nhỏ hơn, nhưng công suất âm lượng hoặc mật độ công suất diện tích tăng dần, dẫn đến mật độ dòng nhiệt của thiết bị tăng mạnh. Thiết bị điện tử có lưu lượng nhiệt cao đặt ra yêu cầu cao hơn đối với việc làm mát bằng nhiệt, vì vậy việc quản lý nhiệt của các thiết bị điện tử đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong và ngoài nước. Cần chỉ ra rằng trong một số trường hợp đặc biệt, việc quản lý nhiệt của các thiết bị điện tử phải đối mặt với tải nhiệt cực cao và các thiết bị ở trạng thái làm việc gián đoạn trong thời gian ngắn.
Để đáp ứng nhu cầu đặc biệt này, công nghệ quản lý nhiệt của các thiết bị điện tử lưu trữ nhiệt đổi pha ra đời. Công nghệ lưu trữ nhiệt thay đổi pha sử dụng các đặc tính của vật liệu thay đổi pha (PCM) hấp thụ / giải phóng năng lượng mật độ cao trong quá trình thay đổi pha rắn-lỏng để lưu trữ / giải phóng năng lượng nhiệt, để giảm sốc nhiệt do tải nhiệt cao của thiết bị điện tử, để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của thiết bị điện tử. Việc áp dụng công nghệ lưu trữ nhiệt thay đổi pha trong quản lý nhiệt của các thiết bị điện tử chủ yếu bao gồm tản nhiệt PCM, ống dẫn nhiệt lưu trữ nhiệt và mạch lưu trữ nhiệt.
Tản nhiệt PCM là để giảm mức nhiệt độ của tản nhiệt bằng cách sử dụng các đặc tính nhiệt độ không đổi của vật liệu thay đổi pha trong quá trình thay đổi pha. Để tăng cường tính dẫn nhiệt của PCM, một khung kim loại được cấu hình trong tản nhiệt và tính dẫn nhiệt cao của kim loại được sử dụng để tăng tốc độ truyền nhiệt của PCM. Như được hiển thị trong Hình 1, có tản nhiệt khoang đơn, tản nhiệt vây song song nhiều khoang, tản nhiệt vây chéo nhiều khoang và tản nhiệt cấu trúc tổ ong. Khoang tản nhiệt chứa đầy PCM. Cần chỉ ra rằng tản nhiệt dạng tổ ong cho thấy hiệu suất truyền nhiệt vượt trội và là một phương án tối ưu để quản lý nhiệt của các thiết bị điện tử.
Ống dẫn nhiệt có khả năng dẫn nhiệt và truyền nhiệt cao. Để đối phó với tác động của tải nhiệt cực lớn, một ống dẫn nhiệt lưu trữ nhiệt được đề xuất, kết hợp tính dẫn nhiệt cao của ống dẫn nhiệt với khả năng lưu trữ năng lượng cao của PCM. Hơn nữa, ống dẫn nhiệt cũng có thể nâng cao tốc độ truyền nhiệt của PCM. Hình 2 cho thấy mô-đun tản nhiệt ống dẫn nhiệt lưu trữ nhiệt thay đổi pha. Nguyên lý hoạt động của tản nhiệt composite là nhiệt do nguồn nhiệt tạo ra được truyền đến tấm lạnh, và ống dẫn nhiệt sẽ hấp thụ nhiệt từ tấm lạnh và truyền nhiệt hiệu quả đến khu vực lưu trữ nhiệt PCM.
Trong mạch hai pha, bơm tuần hoàn được thêm vào và thiết bị bay hơi được kết hợp với bộ tích nhiệt ngưng tụ thông qua đường ống để tạo thành hệ thống mạch hai pha lưu trữ nhiệt, có thể cải thiện hiệu quả làm mát của các thiết bị điện tử. Hình 3 cho thấy cấu trúc của hệ thống mạch hai pha lưu trữ nhiệt. Trong hệ thống này, chất lỏng lạnh hấp thụ nhiệt của nguồn nhiệt của thiết bị điện tử, giải phóng nhiệt qua khu vực PCM dưới tác động của bơm tuần hoàn, trở lại thành chất lỏng lạnh, lại hấp thụ nhiệt qua nguồn nhiệt và hoạt động tuần hoàn. Cần lưu ý rằng trong thiết bị này, hiệu suất truyền nhiệt của PCM có thể được tăng cường một cách hiệu quả bằng cách tăng diện tích truyền nhiệt ở phía PCM.
